Hypatie est-elle le premier fragment de comète trouvé sur Terre ? Il y a 29 millions d'années, une comète aurait explosé en entrant dans l'atmosphère de la Terre au-dessus de l'actuel désert libyque. Le rayonnement thermique de la boule de feu en résultant aurait atteint au moins les 2.000 °C à la surface de notre Planète, faisant fondre le sable par endroits. Un fragment de cette comète aurait été retrouvé. Il a été baptisé « Hypatie », du nom de la célèbre astronome et mathématicienne d'Alexandrie. © Terry Bakker

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Hypatie, le premier fragment de comète trouvé sur Terre ?

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La météorite Hypatie ne cesse de nous surprendre. Cette chondrite carbonée ne ressemble à aucune autre. Bien des mystères l'entourent. Elle pourrait être le fragment d'une ancienne comète. Pourtant, selon une nouvelle hypothèse, elle pourrait dater d'avant la formation du Système solaire...

Si vous n'avez pas encore vu l'exposition « Météorites, entre ciel et terre », qui se poursuit jusqu'au 10 juin 2018 à la grande galerie de l'Évolution du Jardin des plantes, à Paris, n'attendez plus ! Celle-ci présente plus de 350 météorites. Et, si vous lisez cet article, en sortant de l'exposition, vous aurez sans doute une pensée pour la météorite Hypatie...

Hypatie, d'Alexandrie, était une mathématicienne, astronome et philosophe de l'Antiquité. Depuis quelques années, une météorite porte son nom ; celle-ci a été trouvée dans le désert du sud-ouest de l'Égypte, en 1996.

Elle a défrayé la chronique en 2013 (voir l'article ci-dessous), car son analyse par les cosmochimistes avait révélé plusieurs anomalies. Ces dernières suggéraient fortement qu'il ne s'agissait pas d'une chondrite ordinaire issue d'un astéroïde, mais bien probablement d'un fragment du cœur rocheux d'une comète défunte, tombée sur Terre il y a environ 29 millions d'années.

Une présentation de l'exposition « Météorites, entre ciel et terre » qui se poursuit jusqu'au 10 juin 2018 à la grande galerie de l'Évolution du Jardin des plantes, à Paris. © Muséum national d'histoire naturelle

Une chondrite formée avant le Soleil ?

Les chercheurs ont continué leurs investigations à son sujet et Hypatie s'est révélée encore plus étrange et étonnante, comme ils l'expliquent dans un article publié dans le journal Geochimica et Cosmochimica Acta. En fait, cette découverte pourrait remettre en cause l'idée que l'on se fait de la formation du Système solaire, en particulier celle que l'on se fait de la naissance des planètes, il y a environ 4,56 milliards d'années.

Nos planètes ont pris naissance dans un disque de gaz et de poussières entourant le jeune Soleil. En se refroidissant, ce disque a donné des fragments de roches et de glaces qui se sont agglomérés selon des processus pas toujours bien compris. Proches du Soleil, en deçà de la fameuse ligne des glaces, ces fragments ont fait naître des planètes rocheuses et sans glace alors que, plus loin, à plus basses températures, les glaces étaient dominantes et ont donné les géantes glacées Uranus et Neptune ainsi que des comètes dans la région de la ceinture de Kuiper.

Hypatie ne ressemble en fait décidément pas aux autres chondrites carbonées bien connues, comme Allende et Murchison, ni même, tout simplement, à toutes les autres météorites. En effet, sa matrice, c'est-à-dire le matériau qui enrobe les chondres (les grains silicatés) dans une chondrite (comme le ferait la pâte dans un cake autour des fruits), a une composition atypique. À l'inverse de celles que l'on connaît, elle est riche en carbone et pauvre en silicates. Elle contient en particulier une importante quantité d'hydrocarbures aromatiques polycycliques (HAP), une composante majeure de la poussière interstellaire.

Un fragment de la mystérieuse météorite Hypatie. © Jan D. Kramers et al.

De précieux grains d'aluminium natif

Surtout, Hypatie contient des grains d'aluminium natif, ce qui ne s'est jamais vu dans une météorite et qui est extrêmement rare dans des roches terrestres... D'autres minéraux, sous des formes encore jamais vues ni attendues, ont également été trouvés : des grains de carbure de silicium d'un minéral appelé « moissanite » par exemple, qui est connu mais sous une autre forme, depuis que le chimiste français Henri Moissan l'a mis en évidence en 1905 dans la météorite de Canyon Diablo (celle associée au fameux Meteor Crater, en Arizona, aux États-Unis).

Toutes ces anomalies suggèrent qu'Hypatie s'est formée à partir de matériaux antérieurs à ceux du disque protoplanétaire. À l'appui de cette thèse, on trouve aussi le fait que les abondances de nickel, de phosphore et de fer se trouvent dans des rapports jamais mesurés dans une météorite, ni même pour des roches terrestres.

Si Hypatie ne s'est pas formée à partir de matériaux antérieurs à ceux du disque protoplanétaire, les scientifiques sont alors confrontés à un problème épineux. En effet, ils ont de bonnes raisons de penser que le disque protoplanétaire a commencé sa formation en étant chimiquement homogène, car brassé par de la turbulence, ce qui explique les liens de parentés entre toutes les météorites. Or, la composition d'Hypatie ne semble pas s'accorder avec cette hypothèse, ou alors il va falloir sérieusement réviser le modèle de la formation du Système solaire pour expliquer l'existence d'inhomogénéités ...

Dans tous les cas de figure, l'origine d'Hypatie reste mystérieuse. S'agit-il bien d'un fragment de comète ? Pourrait-il s'agir d'un fragment d'astéroïde interstellaire comme ‘Oumuamua ? Une chose semble certaine cependant : Hypatie s'est formée dans un environnement froid, probablement à des températures inférieures à celle de l'azote liquide sur Terre (-196 °C).

  • Les météorites, en particulier les chondrites carbonées, gardent en mémoire, dans leurs compositions chimiques et minéralogiques, l'histoire de l'aube du Système solaire.
  • L'une d'entre elles fut trouvée en Égypte, dans le désert libyque, en 1996. Elle fut baptisée « Hypatie ». Elle ne ressemble à rien de ce que l'on connaît, si bien que certains chercheurs ont suggéré qu'il s'agissait d'un fragment d'une comète morte.
  • Sa formation est énigmatique. Il est possible que cette météorite soit en fait un vestige d'une période datant d'avant la formation du Système solaire. Dans le cas contraire, il faut en conclure que le disque protoplanétaire n'était pas si homogène que les modèles cosmogoniques le laissent supposer.
Pour en savoir plus

La météorite Hypatie vient-elle d'une comète ?

Article de Laurent Sacco publié le 10/10/2013

À l'exception des poussières collectées dans la haute atmosphère ou dans les glaces de l'Antarctique, on n'avait jamais trouvé sur Terre de matériaux cométaires. Une roche carbonée récemment découverte dans le désert de Libye semble pourtant bel et bien être un fragment de noyau cométaire. Il prouverait que le célèbre verre libyque provient de l'explosion d'une comète dans l'atmosphère, il y a environ 29 millions d'années.

Si un jour vous vous baladez dans la Grande mer de sable du désert libyque, ne manquez pas d'aller explorer une région ovale d'environ 130 km d'extension nord-sud (latitudes N 25°02' - N 26°13') et 50 km d'ouest en est (longitudes E 25°24'- E 25°55'). Vous y trouverez des échantillons d'une roche étrange d'aspect jaune à vert clair, plus ou moins transparente. Il s'agit de ce que l'on appelle du verre libyque.

Composé à 98 % de silice et 2 % d'alumine, plus quelques traces d'oxyde de fer, de titane et de zirconium, il intrigue les chercheurs depuis des décennies. On a réussi à le dater avec la méthode du potassium-argon et surtout par la méthode des traces de fission. On obtient alors des âges allant de 29,5 à 28,5 ± 0,4 millions d'années environ.

Un deuxième évènement de la Toungouska ?

Jusqu'à récemment, on n'en connaissait pas vraiment l'origine et plusieurs théories s'affrontaient. Il semblait clair cependant que ce verre provenait d'une façon ou d'une autre de l'entrée d'un corps céleste dans l'atmosphère de la Terre. Mais provenait-il de l'impact sur la surface de la Terre de ce corps céleste ou celui-ci s'était-il désintégré avant, à 10 km d'altitude comme la Toungouska en 1908, en produisant une boule de feu analogue à celle d'une explosion nucléaire ?

Un échantillon de verre libyque. Son origine fait débat depuis longtemps, mais il semblerait bien aujourd'hui qu'il soit dû au rayonnement thermique de l'explosion d'une comète entrée dans l'atmosphère de la Terre il y a 29 millions d'années environ. © L. Carion, www.carionmineraux.com

On pouvait pencher en faveur de cette hypothèse, car aucun cratère d'impact n'avait été associé à cet événement. Ce serait alors les radiations thermiques de la boule de feu qui auraient chauffé le sable du Sahara pour former ce verre comparable à la trinitite, une roche créée par l'exposition d'un sable aux radiations d'une explosion atomique.

Des signatures chimiques de matière cométaire

Voilà qu'une équipe internationale menée par des chercheurs sud-africains vient de publier un article dans Earth and Planetary Science Letters annonçant la découverte dans le désert libyen d'un fragment de roche carbonée associé à la région où l'on trouve le verre libyque. L'analyse de sa composition s'est révélée tout à fait surprenante. Les chercheurs l'ont baptisé Hypatie (en anglais Hypatia) en honneur d'Hypatie, la célèbre mathématicienne et astronome de l'Antiquité qui a vécu à Alexandrie en Égypte.

Que contenait Hypatie ? Des diamants de tailles submillimétriques comme ceux qui peuvent se former à partir d'une matière carbonée soumise à de hautes pressions lors d'un impact d'une chondrite. Or, la signature isotopique du carbone trouvé dans Hypatie ne correspond à aucune chondrite carbonée connue et pas plus à celle d'une roche carbonée terrestre. De même, les données concernant les gaz rares comme l'argon et le xénon, bien que pointant une origine extraterrestre, ne sont pas non plus compatibles avec une chondrite.

Selon les chercheurs, la conclusion la plus plausible est qu'ils étaient là en présence du premier échantillon d'un noyau de comète, le premier jamais trouvé sur Terre. Le verre libyque provient donc probablement de l'onde thermique engendrée par explosion dans l'atmosphère d'une comète dont certains fragments ont tout de même atteint la surface de la Terre.

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